QEMU和KVM在虚拟机I/O中扮演什么角色？

我发现 QEMU 和 KVM 之间的界限非常模糊。我发现有人说虚拟机是qemu进程，而另一些人说是kvm进程。究竟是什么？ 而QEMU和KVM在虚拟机I/O中扮演什么角色呢？比如一个vm做PIO/MMIO的时候，是qemu还是kvm会把它困住，转成硬件操作。还是双方都有责任？

KVM：Linux 内核中的代码，为用户空间提供友好的接口以使用 CPU 虚拟化。这包括用户空间可以调用“创建 CPU”、“运行 CPU”等的函数。对于完整的虚拟机，您需要有一些可以使用它的用户空间代码。这通常是 QEMU，或者更简单的“kvmtool”；一些大型云提供商有自己的自定义用户空间代码。

QEMU：模拟虚拟硬件，包括磁盘、内存、CPU、串行端口、图形和其他设备。还提供用于执行启动、停止和迁移等操作的机制（UI 和一些可编程接口）。 QEMU 支持多种不同的“加速器”模式来处理 CPU 模拟：

• TCG：纯仿真——在任何地方都可以工作，但速度很慢
• KVM：使用 Linux 内核的 KVM API 来允许使用主机 CPU 硬件虚拟化支持运行来宾代码
• hax：与KVM类似，但使用Intel HAXM代码，可在Windows主机上运行

从实现的角度来看，KVM 和 QEMU 之间的界限非常清晰——KVM 是主机内核的一部分，而 QEMU 是一个单独的用户空间程序。对于用户来说，您通常不必关心边界在哪里，因为这是一个实现细节。

回答有关 MMIO 发生情况的问题：

• 访客进行 MMIO 访问
• 这被硬件捕获到主机内核
• 然后，主机内核 (KVM) 可能会模拟此 MMIO 访问本身，因为出于性能原因，在内核中实现了一些设备。这通常仅适用于中断控制器，也许还适用于 iommu。
• 否则，KVM 将 MMIO 访问报告回用户空间（即 QEMU、kvmtool 等）
• 然后，用户空间可以使用其设备模拟代码来处理访问
• 然后用户空间将结果（例如返回读取的数据）返回给内核
• 内核根据需要更新vcpu的寄存器状态以完成指令的模拟
• 然后内核按照以下指令恢复 VM 的执行